科幻世界2019.10 - (EPUB全文下载)
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执子之手，与你聊聊手的故事
文/张雨晨编辑导语：往期“科学”栏目里，我们多数时间把目光聚焦在前沿尖端的科学研究上，不过在我们看似庸常的生活里，也隐藏着一些我们不够了解的奥秘。本期小编将与大家一起暂别星辰大海，回归基础学科，说说人类身体器官的那些趣事。手，是我们最熟悉的、最常用的身体结构之一。通过双手制造工具、使用工具的能力也被认为是推动人类演化的一大关键因素。那么，我们的这双手到底有什么特殊之处？漫长的自然演化中究竟出现过哪些不同的手？为什么前肢同样也解放出来的恐龙没能发展出智慧？今天，就让我们来认识一下这对熟悉又陌生的老朋友。一、伸手不凡我们看似平凡的手，其实是一个非常精妙复杂的功能系统，堪称自然演化的精美作品。8块腕骨、5块掌骨以及14块指骨（拇指只有两节）共同组成了它的基本框架。其中，8块被医学界编为五言古体诗——“舟月三角豆，大小头状钩”的腕骨，共同构成了一个灵活的关节面，赋予了双手灵活转动的自由。而宽大的手掌与灵活的五指，则源自哺乳动物远祖的经典手型。至于连在手上的肌肉，也可以根据所处的位置分为两类。其中一部分起点及主体都位于小臂的肌肉，其末端的韧带经过腕部、连接在手骨上。若你将手从书上移开片刻、活动一下手腕，是不是会发现小臂上的肌肉都在彼此配合着收缩舒张呢？除此之外，还有一些分布在手掌内部的小肌肉，它们通过牵引绳一般的韧带，去拽动手指上一层一层的小关节，参与手部的灵活运动。因此，对于包括人类在内的大部分脊椎动物来说，我们的手指本身几乎都是没有肌肉的——倘若你回想一下啃鸡爪、鸭掌或者猪蹄的美好记忆，就会发现这些美味之中似乎都没有多少货真价实的肉。不过，人类的双手也为了这种灵活而付出了结构复杂脆弱的代价。与很多夸张修辞迥然相反的现实是，人类的双手并非适合战斗的“铁拳”，一言不合后挥拳相向导致的指骨骨折在世界各地的急诊室中都屡见不鲜。即便是经过专业训练打熬筋骨的格斗运动员，在正规比赛中依然要戴上有护指的搏击拳套。而到了一剑封喉的持械决斗中，作为离敌人最近并且直接操纵武器的身体部位，手更成了各路剑法“重点关照”的目标。我国的古剑术中，就有不少故意等对方出手后再精确截击持械手的招式，从而后发制人、以攻止攻。至于欧洲的剑士们，则在手中的利刃上加装了大型的十字甚至盘花护手，不但一举废掉了大部分“剁手”剑招，同时还衍生出了多种利用护手封锁对方剑路并同时发动防守反击的“大师之击”。在掌管运动的骨骼、肌肉和韧带之外，手的最外部还有皮肤包裹。在这层柔韧的皮囊下，各式各样的触觉感受器以惊人的规模组成了堪比古代军阵的密集阵列。为了处理如此之多的输入信息，我们大脑的触觉皮层中专门为此划出了面积颇为可观的投射区域。为了将难以描述的触觉进行量化，科学家们玩起了一个“两点辨别”的把戏。他们用镊子的两个尖端同时触碰受试者的皮肤，通过记录镊子尖端之间的距离以及受试者仅凭触觉获得的体验，来测定各处皮肤的“分辨率”。也就是说，当镊子尖端小于一定距离时，实际上只激活了皮肤下单独一个触觉感受器，大脑如果仅靠触觉来判断，自然也会产生“一个点”的错觉。只有当刺激距离大于这个最小分辨率时，镊子的两头才会分别落在不同感受器的感受野内。如此一来，就能让大脑产生准确的触觉判断。而我们手上密集排布的感受器以及大脑中对应的投射皮层，则共同为我们带来了“极致超清”的触觉体验。即便是不幸失明的盲人，也能利用演化赋予我们的指尖精细触觉，通过触摸来阅读布莱叶盲文，继续通过文字享受知识与情感带来的光明。有输入就有输出。与庞大的输入相对应的，大脑中负责输出手部运动信号的皮层也大得不成比例。如此一来，我们的手就可以在敏锐的触觉反馈下，进行很多非常精细的操作。当我们提笔写字的时候，指尖的感受器就会把纸笔的触感传递到大脑，并以此来调节手指的力量和角度。这样，我们才能流畅地写写画画，而不会力气太大戳破纸面。实际上，我们与灵长类亲戚的双手，在解剖结构上的差异并没多么显著。人类大脑强大的“后台运算支持”，才是我们双手功能碾压一众“齐天大圣”的根本原因。时至今日，从提笔写字、敲打键盘到划动触屏，我们的生活已经完全离不开双手精细的触觉与运动功能。从上百万年前东非峡谷中的阿舍利石斧到如今的智能手机，人类手中的工具经历了翻天覆地的剧变，但创造它们、使用它们的双手，却一直维持着大体相同的结构。二、白手起家那么，第一只手是什么时候出现的呢？对于人类以外的动物来说，“手”并不能算是个严谨的科学术语。但如果将其从广义上理解为“有运动以外功能的前肢”，那么手的历史将会久远得令人惊讶。早在原生动物时代，变形虫的伪足就已经有了捕捉包裹猎物的能力。这些微型“百变怪”可以将细胞表面的一部分凸起，并不断地将细胞质填充进去，从而扩张伪足的范围，甚至还可以通过这种“拆东墙补西墙”的方式，让细胞整体完成水银泻地一般的流畅移动。作为原始单细胞生命的后裔，我们这些多细胞生物依然继承了先祖们变形移动的能力。当然，指望一个细胞分工严格、结构复杂的大活人突然“还原”成一摊混沌无形的“修格斯”自然不太可能。不过在我们体内，确实还有一些“到处伸手”的细胞，比如中性粒细胞、巨噬细胞，以及担任脑细胞“皇家禁卫”的小胶质细胞。这些不需要固守“工位”的免疫细胞可以在防区内游走巡猎，用伪足吞噬任何闯入的不速之客，保护机体的健康。当然，在多细胞时代，最早出现的宏观大型附肢，当属珊瑚和水母等刺细胞动物们辐射分布在腔肠 ............
书籍插图：
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